Делители с переменным коэфициентом деления

В цифровой и микропроцессорной технике часто требуются делители с произвольным коэффициентом деления. При этом желательно, чтобы коэффициент деления можно было оперативно менять. На рис. 1.24 изо­бражена схема делителя с программируемым коэффициентом деления на основе реверсивного счетчика К555ИЕ7. Для хранения коэффициента деления используется специальный четырехразрядный параллельный регистр, обозначенный на схеме как DDL Коэффициент деления такого делителя может изменяться от 1 до 15.

Работа счетчика начинается с установки всех его разрядов в ноль при помощи входа R. Обратите внимание на то, что в микросхеме К555ИЕ7 используется прямой, а не инверсный вход сброса. Поэтому сброс проис­ходит при подаче на этот вход сигнала логической единицы. После того, как счетчик сброшен, для нормальной работы счетчика на вход R должен быть подан нулевой уровень.

Входной сигнал поступает на вход «-1». Поэтому счетчик работает в режиме обратного счета. Поэтому пер­вый же входной импульс после сброса счетчика вызовет сигнал переполнения на выходе «≤0». Этот импульс посту­пит на вход . В результате в счетчик будет записано двоичное число с выхода регистра DDL Это число соответствует выбранному коэффициенту деле­ния. Допустим, что в регистр DD1 мы записали число 10 (1010₂). Тогда именно это число будет записано в разряды счетчика DD2.

Каждый последующий входной импульс будет уменьшать содержимое счетчика на единицу. Так будет продолжаться до тех пор, пока содержи­мое счетчика снова не уменьшится до нуля. Для этого потребуется как раз 10 тактовых импульсов. По приходу одиннадцатого импульса на выходе «<0» снова появится сигнал переполнения, и в счетчик будет опять запи­сано число десять из регистра DD1.

Описанный процесс будет повторяться все время, пока приходят вход­ные импульсы. Период следования импульсов на выходе «<0», а, значит, и на выходе всей схемы в нашем случае будет в 11 раз больше периода вход­ных сигналов. А частота выходных импульсов будет, соответственно, в 11 раз меньше. То есть наш счетчик будет делить на 11. Записывая в регистр DD1 различные значения, можно легко менять коэффициент деления описанной схемы. Забегая вперед скажу, что запись числа в регистр коэф­фициента деления может производить микропроцессор. В этом случае мы можем создать делитель, управляемый от микропроцессора.

Таймеры

Подобную схему можно использовать также для формирования различных интервалов времени. Если на вход «-1» подавать тактовые импульсы фиксированной частоты, а в качестве управляющего входа использовать вход R, то на выходе мы можем получать импульс заданной длительности. И эту длительность можно программировать, записывая в регистр D1 различные коэффициенты.

Это полезно запомнить.

Схемы, предназначенные для формирования различных интервалов времени, называются таймерами.

Обычно одни и те же цифровые элементы при определенном способе включения могут с успехом выступать в любой из трех описанных выше ролей: либо как делители, либо как счетчики, либо как таймеры.

Существуют и специализированные микросхемы-таймеры. Например, микросхема К580ВИ53 — это универсальный программируемый трехканальный счетчик-таймер. Такая микросхема имеет множество режимов работы, которые должны выбираться программным путем при помощи микропроцессора.

Современные микроконтроллеры, или, как их еще называют, одно­кристальные микроЭВМ,обычно всегда содержат в своем составе один или несколько встроенных таймеров-счетчиков.

Пример.

Микроконтроллеры серии AVR имеют от одного (в микросхеме AT90S1200) до четырех (в микросхеме ATmega128) встроенных тайме­ров/счетчиков. Это позволяет при формировании временных интер­валов обойтись без внешних таймеров.